表面活性剂生产工艺设备PPT课件

1、 原油处理原油处理 磺氯化反磺氯化反应应 脱气脱气 皂化皂化 脱盐脱油脱盐脱油 活性物调活性物调整整磺氯化法包括：磺氯化法包括：第1页/共54页 (1)(1)原油处理：原油处理： 正构烷烃正构烷烃98%98%，碳数以，碳数以C C1313C C1717为宜，芳为宜，芳烃含量烃含量0.06%0.06%，碘值，碘值5g/100g5g/100g，水分，水分0.03%0.03%。 对于氯气和对于氯气和SOSO2 2气体也有一定的要求，气气体也有一定的要求，气体中的氧含量体中的氧含量0.2%0.2%，因为烷基的氧化反应速率，因为烷基的氧化反应速率比氯化速率快比氯化速率快100100倍以上，所以反应过程中

2、需要倍以上，所以反应过程中需要避免空气漏入。避免空气漏入。第2页/共54页(2)(2)磺氯化反应：磺氯化反应： 紫外灯引发反应，紫外灯引发反应，SOSO2 2和和C1C12 2按按1.11.1l l在气体在气体混合器内混合，通入反应器。混合器内混合，通入反应器。 该反应是一个放热反应，除反应热外，紫外该反应是一个放热反应，除反应热外，紫外灯管也会放出一定的热量。为除去反应热可采灯管也会放出一定的热量。为除去反应热可采用内冷却方式，也可以采用外冷却方式。用内冷却方式，也可以采用外冷却方式。第3页/共54页 内冷却是在反应器内装冷却管，这种方法冷却内冷却是在反应器内装冷却管，这种方法冷却效果好，反

3、应温度较稳定，但反应液搅动情况效果好，反应温度较稳定，但反应液搅动情况差。差。v外冷却方式是采用循环泵和外冷却器，将一部外冷却方式是采用循环泵和外冷却器，将一部分物料冷却后循环。这种方式物料循环好，反分物料冷却后循环。这种方式物料循环好，反应液充分混合，设备维修也方便，缺点是反应应液充分混合，设备维修也方便，缺点是反应在冷却前后温差较大，冷却过程中物料不受紫在冷却前后温差较大，冷却过程中物料不受紫外光照，对反应不利。外光照，对反应不利。第4页/共54页 反应温度控制在反应温度控制在302为宜，低于为宜，低于15时反时反应速率变慢，温度高时应速率变慢，温度高时SO2和和C12在重油中的溶在重油中

4、的溶解度降低，于反应不利。反应生成的氯化氢气解度降低，于反应不利。反应生成的氯化氢气体进入盐酸吸收装置，反应混合物进入脱气器。体进入盐酸吸收装置，反应混合物进入脱气器。第5页/共54页 产物中溶解一部分产物中溶解一部分HCl，未反应的，未反应的C12和和SO2，利用压缩空气，将这些气体吹脱，至反应混合利用压缩空气，将这些气体吹脱，至反应混合物中的游离酸含量物中的游离酸含量0.1%之后，进入皂化釜。之后，进入皂化釜。整个皂化过程保持微碱性，中和温度保持在整个皂化过程保持微碱性，中和温度保持在98100，游离碱的含量为，游离碱的含量为0.30.5%。磺酰。磺酰氯产物不同，皂化所用的碱的浓度也不一样

5、。氯产物不同，皂化所用的碱的浓度也不一样。 ( (3)3)脱气和皂化：脱气和皂化：第6页/共54页30%NaOH16.5%NaOH10%NaOH磺氯化产品的组成磺氯化产品的组成第7页/共54页( (4)4)脱油脱盐：脱油脱盐：未反应的蜡油，未反应的蜡油，HCl、Cl2、SO2、无机盐、无机盐第8页/共54页 磺氯化法制取烷基磺酸钠的工艺流程图磺氯化法制取烷基磺酸钠的工艺流程图 1-反应器；反应器；2-脱气塔；脱气塔；3-气体吸收塔；气体吸收塔；4-中间贮罐；中间贮罐；5-皂化器；皂化器； 6-分离器；分离器；7-分离器；分离器；8-蒸发器；蒸发器；9-磺酸盐分离器；磺酸盐分离器；10-油水分油

6、水分离器离器 第9页/共54页 经处理的原料蜡进入反应器经处理的原料蜡进入反应器1 1，在紫外线照射下，在紫外线照射下，由底部引入氯气和二氧化硫。反应后的物料部分经冷却由底部引入氯气和二氧化硫。反应后的物料部分经冷却后返回反应器，使反应温度保持在后返回反应器，使反应温度保持在3030，其它部分磺，其它部分磺氯化物进入脱气塔氯化物进入脱气塔2 2，脱气后的磺氯化物送入中间贮罐，脱气后的磺氯化物送入中间贮罐4 4，再在皂化器，再在皂化器5 5中与氢氧化钠反应，然后在分离器中与氢氧化钠反应，然后在分离器6 6中中分开残留的石蜡，下层进入分离器分开残留的石蜡，下层进入分离器7 7，在此脱盐后，进，在此

7、脱盐后，进入蒸发器入蒸发器8 8。然后在磺酸盐分离器。然后在磺酸盐分离器9 9中分出磺酸盐。蒸中分出磺酸盐。蒸出的部分在分离器出的部分在分离器l0l0中分离石蜡和水。由中分离石蜡和水。由1 1和和2 2放出的放出的氯化氢气体进入气体吸收塔氯化氢气体进入气体吸收塔3 3用水吸收。用水吸收。 第10页/共54页 皂化过程中，反应液应始终保持微碱性，游离碱含皂化过程中，反应液应始终保持微碱性，游离碱含量为量为0.30.5%，反应温度保持在，反应温度保持在98100，不能，不能忽高忽低。如果反应液呈酸性或反应温度过高，会造忽高忽低。如果反应液呈酸性或反应温度过高，会造成溢锅事故。液碱的加入要均匀，反应

8、液的搅动要充成溢锅事故。液碱的加入要均匀，反应液的搅动要充分，这样可防止中和后泛酸。皂化所用碱液的浓度不分，这样可防止中和后泛酸。皂化所用碱液的浓度不同，磺氯化产物也不一样。同，磺氯化产物也不一样。M-80，M-50和和M-30产产物皂化时分别采用物皂化时分别采用30%、16.5%和和10%氢氧化钠的碱氢氧化钠的碱液。磺氯化产物皂化后得到的活性物溶液中含有未反液。磺氯化产物皂化后得到的活性物溶液中含有未反应的烃也称重蜡油，需回收利用。应的烃也称重蜡油，需回收利用。第11页/共54页 RH + SO2 + O2 RSO3H 2.磺氧化法磺氧化法第12页/共54页 1. 1. 一般的化学反应设备一

9、般的化学反应设备二、表面活性剂生产的主要设备二、表面活性剂生产的主要设备 (1)化学反应设备的分类化学反应设备的分类 按照操作方法：间歇法、连续法和半连续法。按照操作方法：间歇法、连续法和半连续法。 按照反应物的混合状态：完全混合反应设备，挤压排出按照反应物的混合状态：完全混合反应设备，挤压排出混合反应设备等。混合反应设备等。 按照反应物的相状态：均相反应设备、各种异相反应按照反应物的相状态：均相反应设备、各种异相反应设备等。设备等。按照传热方式：绝热型、自热交换型和外部热交换型反按照传热方式：绝热型、自热交换型和外部热交换型反应设备等。应设备等。第13页/共54页 （2 2）化学反应设备的结

10、构和形式）化学反应设备的结构和形式 反应物在反应设备内要有适当的停留时间；具有传热的特性；能进行相与反应物在反应设备内要有适当的停留时间；具有传热的特性；能进行相与相之间的混合和搅拌。相之间的混合和搅拌。 常用的化学反应设备有搅拌式、塔板式、填充式、滚筒式和喷射式等反常用的化学反应设备有搅拌式、塔板式、填充式、滚筒式和喷射式等反应器。应器。第14页/共54页 适合于小型、间歇操作。反应器内装有搅拌器，供适合于小型、间歇操作。反应器内装有搅拌器，供反应物在搅拌下能充分接触并进行反应的设备。反应物在搅拌下能充分接触并进行反应的设备。 常用的搅拌器有桨式和涡轮式。常用的搅拌器有桨式和涡轮式。 多数搅

11、拌式反应罐的外部有加热或冷却用夹套，或多数搅拌式反应罐的外部有加热或冷却用夹套，或者在反应罐的内部装置蛇管，在夹套或蛇管内通入水蒸者在反应罐的内部装置蛇管，在夹套或蛇管内通入水蒸气或其他载热体进行加热交换。气或其他载热体进行加热交换。搅拌式搅拌式第15页/共54页桨式桨式涡轮式涡轮式第16页/共54页第17页/共54页不仅可以用作气体和液体的物料反应器，最主要不仅可以用作气体和液体的物料反应器，最主要是用于气体的吸收、吸附、蒸馏和萃取等过程，是用于气体的吸收、吸附、蒸馏和萃取等过程，还可用于气体的冷却、除尘与净化。还可用于气体的冷却、除尘与净化。多层舱塔板，使气体与液体、气体与固体、液体多层舱

12、塔板，使气体与液体、气体与固体、液体与液体或液体与固体能充分接触，以促进其相互与液体或液体与固体能充分接触，以促进其相互作用。为此，有的塔板上装有搅拌叶轮，或使塔作用。为此，有的塔板上装有搅拌叶轮，或使塔板转动。板转动。塔板式塔板式塔板用以使两种流体密切接触，进行两相之间塔板用以使两种流体密切接触，进行两相之间交换，以达到分离液体混合物或气体混合物组交换，以达到分离液体混合物或气体混合物组分的目的。分的目的。第18页/共54页第19页/共54页 反应设备的内部堆放填料，以增加液体和气体的接触反应设备的内部堆放填料，以增加液体和气体的接触面积，提高反应速率与传质能力。塔内液体一般从上往下面积，提

13、高反应速率与传质能力。塔内液体一般从上往下流动，反应过程伴随着放热或吸热，采取适当的热交换方流动，反应过程伴随着放热或吸热，采取适当的热交换方法以控制温度。法以控制温度。 一种有外部热交换器的填充塔，反应流体由塔上进入一种有外部热交换器的填充塔，反应流体由塔上进入第一段填料，再进入外设热交换器，与管内的热媒进行热第一段填料，再进入外设热交换器，与管内的热媒进行热交换，然后进入下一段填料继续反应。除此之外，还可以交换，然后进入下一段填料继续反应。除此之外，还可以用塔内热交换，经多次热交换以保证反应所需的温度。用塔内热交换，经多次热交换以保证反应所需的温度。填充塔填充塔第20页/共54页外部热交换

14、式填充塔第21页/共54页 流化床式反应设备是流化床式反应设备是用参加反应的流体使颗粒用参加反应的流体使颗粒状的固体反应物产生流动，状的固体反应物产生流动，从而进行液从而进行液- -固相或气固相或气- -固固相之间的反应。固体随气相之间的反应。固体随气流进入反应器内，反应后，流进入反应器内，反应后，反应物与生成物一起由下反应物与生成物一起由下而上，从塔顶排出，再分而上，从塔顶排出，再分离。另一种是反应生成物离。另一种是反应生成物从塔顶排出，固体粒子由从塔顶排出，固体粒子由排出管从下面排出。排出管从下面排出。流化床流化床第22页/共54页 滚筒式：反应物料借回转的滚筒进行充分混合与反应；滚筒式：

15、反应物料借回转的滚筒进行充分混合与反应；液柱式：参加反应的液体物料，借塔底进入的气体流而液柱式：参加反应的液体物料，借塔底进入的气体流而得到搅动，进行气得到搅动，进行气液之间反应；液之间反应；喷射式：反应物在反应器内通过喷嘴喷射而进行充分接喷射式：反应物在反应器内通过喷嘴喷射而进行充分接触与反应。触与反应。滚筒式滚筒式第23页/共54页 参加反应的物相是什么状态；参加反应的物相是什么状态； 反应的温度要求，应该用什么方法进行热交换，反应的温度要求，应该用什么方法进行热交换，如何控制所需要的温度；如何控制所需要的温度； 反应的压力多大为宜；反应的压力多大为宜； 反应时间，反应物停留的时间及空间速

16、率；反应时间，反应物停留的时间及空间速率； 生产能力，连续或间歇操作；生产能力，连续或间歇操作； 搅拌的形式；搅拌的形式； 对产品的质量要求；对产品的质量要求； 经济条件，投资的大小。经济条件，投资的大小。 （3）设计与选择反应设备的出发点）设计与选择反应设备的出发点第24页/共54页（1 1）固体物料的输送设备）固体物料的输送设备 2. 2. 物料的输送物料的输送带式输送机第25页/共54页适用于输送细散的物料和包装好的产品。有金属链条式与橡适用于输送细散的物料和包装好的产品。有金属链条式与橡胶皮带式的输送机。其优点是输送能力强，操作连续，动作胶皮带式的输送机。其优点是输送能力强，操作连续，

17、动作平稳，摩擦损失小，动力消耗较低，对物料的损伤小，安装平稳，摩擦损失小，动力消耗较低，对物料的损伤小，安装维修比较方便。维修比较方便。 第26页/共54页 利用螺旋的旋转以推动利用螺旋的旋转以推动运送固体物料。适用于运送固体物料。适用于输送硬度不太大，摩擦输送硬度不太大，摩擦力较小的粉状或块状物力较小的粉状或块状物料。其优点是容易密闭料。其优点是容易密闭运行，防止粉尘污染，运行，防止粉尘污染，占地面积小，便于操作占地面积小，便于操作与管理。缺点是运行阻与管理。缺点是运行阻力大，设备的磨损快，力大，设备的磨损快，耗能较大。耗能较大。 螺旋输送机螺旋输送机第27页/共54页吊链式输送机吊链式输送

18、机是由装有滚轮是由装有滚轮的吊挂式的工的吊挂式的工字梁轨道组成字梁轨道组成的，其占地面的，其占地面积很小，适用积很小，适用性广，尤其在性广，尤其在需要浸入溶液需要浸入溶液中操作的生产中操作的生产中特别方便。中特别方便。第28页/共54页斗式提升输送机斗式提升输送机由立式输送带由立式输送带与数目不等的与数目不等的装料斗所组成。装料斗所组成。主要用于在垂主要用于在垂直方向上或大直方向上或大坡度的方向上坡度的方向上输送颗粒状和输送颗粒状和粉状的物料。粉状的物料。例如输送煤粉例如输送煤粉和小矿石。和小矿石。第29页/共54页气流输送设备气流输送设备利用高速的空气流在经利用高速的空气流在经过管内时，把粉

19、状物料过管内时，把粉状物料带走。优点是物料输送带走。优点是物料输送过程全密闭，可以避免过程全密闭，可以避免物料对环境的污染；缺物料对环境的污染；缺点是设备较复杂，耗能点是设备较复杂，耗能大，对粉料的密度和粒大，对粉料的密度和粒度有一定要求。易产生度有一定要求。易产生静电的粉料有爆炸的危静电的粉料有爆炸的危险则不宜选用这种设备。险则不宜选用这种设备。第30页/共54页 根据生产中液体物料的黏度，所含固体颗粒的大小，腐蚀性的强弱，温度与压力根据生产中液体物料的黏度，所含固体颗粒的大小，腐蚀性的强弱，温度与压力的高低等，应选择相应类型与材质的液体输送设备的高低等，应选择相应类型与材质的液体输送设备泵

20、。旋转泵泵。旋转泵(包括离心泵、包括离心泵、轴流泵、齿轮泵轴流泵、齿轮泵)和往复泵。泵是靠泵内转子旋转来吸入或派出液体的。和往复泵。泵是靠泵内转子旋转来吸入或派出液体的。 （2 2）液体物料的输送设备）液体物料的输送设备 第31页/共54页离心泵离心泵 第32页/共54页泵泵第33页/共54页不改变其压力：由不改变其压力：由A A处输送到处输送到B B处，采用吹风机，排风机处，采用吹风机，排风机和抽风机和抽风机提高气体的压力：气体压缩机提高气体的压力：气体压缩机减小气体的压力：真空泵，抽气机等，用于蒸发和干燥减小气体的压力：真空泵，抽气机等，用于蒸发和干燥 （3 3）气体输送设备）气体输送设备

21、 第34页/共54页第35页/共54页（1 1）破碎与研磨设备）破碎与研磨设备 粗粉碎、中粉碎、细粉碎和超级粉碎粗粉碎、中粉碎、细粉碎和超级粉碎 3. 3. 物料的破碎研磨与混合物料的破碎研磨与混合产品大小均匀，可立即从轧压部位排出，可调整产品大小均匀，可立即从轧压部位排出，可调整粉碎度，操作方便，易磨损部位可以更换，有保粉碎度，操作方便，易磨损部位可以更换，有保险及防爆装置，粉尘污染少，耗能小。险及防爆装置，粉尘污染少，耗能小。破碎机有颚式、锥式、滚筒式、锤式及球磨机破碎机有颚式、锥式、滚筒式、锤式及球磨机第36页/共54页颚式破碎机颚式破碎机由活动牙板对固定牙板作周期性的往复运动而把物料破

22、碎由活动牙板对固定牙板作周期性的往复运动而把物料破碎用于粗碎与中碎，粗碎石灰石，粗食盐块及其它矿石用于粗碎与中碎，粗碎石灰石，粗食盐块及其它矿石第37页/共54页锥形破碎机锥形破碎机由两个硬质合金钢轧板的圆锥体组成，将物料压碎由两个硬质合金钢轧板的圆锥体组成，将物料压碎适合于坚硬脆性的物料的破碎与混合适合于坚硬脆性的物料的破碎与混合第38页/共54页滚筒轧碎机滚筒轧碎机两个滚筒作相反方向的转动，适用于某些中等硬两个滚筒作相反方向的转动，适用于某些中等硬度的物料，煤的轧碎度的物料，煤的轧碎第39页/共54页锤式破碎机锤式破碎机机壳内的重锤对物料进行猛烈迅速的冲击使之粉碎机壳内的重锤对物料进行猛烈

23、迅速的冲击使之粉碎主轴主轴上装有钢质圆盘，圆盘上又装有固定的或可摆动的硬钢上装有钢质圆盘，圆盘上又装有固定的或可摆动的硬钢锤头。主轴转动时，锤头在各种不同位置上以很大的离锤头。主轴转动时，锤头在各种不同位置上以很大的离心力锤击，把物料击碎。心力锤击，把物料击碎。第40页/共54页 球磨机球磨机利用下落的钢球、鹅卵石等研磨体的冲击作用以及研磨利用下落的钢球、鹅卵石等研磨体的冲击作用以及研磨体与球磨机内壁的研磨作用将物料粉碎、研磨和混合。体与球磨机内壁的研磨作用将物料粉碎、研磨和混合。第41页/共54页 （2）物料的混合）物料的混合 通过滚筒的转动而把筒内的干粉状物料混合通过滚筒的转动而把筒内的干

24、粉状物料混合第42页/共54页V V型混合机型混合机两个圆形筒组成两个圆形筒组成V型混合筒。由于型混合筒。由于V型混合筒不断地回型混合筒不断地回转，产生重力和离转，产生重力和离心力的作用，被混心力的作用，被混合的物料沿着交叉合的物料沿着交叉的两个圆筒移动，的两个圆筒移动，在在V型筒的尖端处型筒的尖端处反复冲撞与混合，反复冲撞与混合，这种设备也适于干这种设备也适于干粉的混合。粉的混合。第43页/共54页 是在一个固定的是在一个固定的U U型混合槽内，装上两个方向相反的叶型混合槽内，装上两个方向相反的叶片，固定在同一旋转轴上，随轴旋转，使物料作双向流片，固定在同一旋转轴上，随轴旋转，使物料作双向流

25、动，以达到混合的目的。这种设备既适合于干粉也适合动，以达到混合的目的。这种设备既适合于干粉也适合于湿润粉体的混合。例如用碳酸钠与磺酸中和生产洗涤于湿润粉体的混合。例如用碳酸钠与磺酸中和生产洗涤剂的活性物时，把二者投加到螺旋叶片混合机中，边混剂的活性物时，把二者投加到螺旋叶片混合机中，边混合边推进。合边推进。螺旋叶片型混合机螺旋叶片型混合机第44页/共54页 固体物料和黏稠性的液体物料，或者黏稠性的液固体物料和黏稠性的液体物料，或者黏稠性的液体和液体的混合，则要采用专门的捏和设备。体和液体的混合，则要采用专门的捏和设备。 捏和机械的结构比较复杂，主要是借助旋转方向捏和机械的结构比较复杂，主要是借

26、助旋转方向相反的特殊形状的叶片，在箱体内的不断运动，以达到相反的特殊形状的叶片，在箱体内的不断运动，以达到捏合的目的。捏合的目的。第45页/共54页乳化和均质设备乳化和均质设备第46页/共54页第47页/共54页第48页/共54页胶体磨胶体磨第49页/共54页 胶体磨适用于液体、固体和胶体物料的研磨和混胶体磨适用于液体、固体和胶体物料的研磨和混合。胶体磨是由固定的磨盘和高速旋转的磨盘所组成。合。胶体磨是由固定的磨盘和高速旋转的磨盘所组成。物料由上加入，经过固定磨盘与旋转磨盘之间的微小间物料由上加入，经过固定磨盘与旋转磨盘之间的微小间隙时，由于高速旋转的磨盘，使物料进行充分的剪切、隙时，由于高速旋转的磨盘，使物料进行充分的剪切、研磨与混合，它适合于液体、固体和胶